SYSTEM DO POMIARU ZESPOLONEJ PODATNOŚCI MAGNETYCZNEJ NANOCZĄSTEK Z WYKONANYM W TECHNOLOGII DRUKU 3D KARKASEM ZINTEGROWANYCH CEWEK ODBIORCZYCH
Mateusz Midura
mmidura@ire.pw.edu.plPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-2449-0652
Przemysław Wróblewski
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-6713-9088
Damian Wanta
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-1596-6524
Grzegorz Domański
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0204-2322
Mateusz Stosio
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-7488-1969
Jacek Kryszyn
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-0042-0473
Waldemar T. Smolik
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej (Polska)
https://orcid.org/0000-0002-1524-5049
Abstrakt
Artykuł dotyczy badań właściwości nanocząstek superparamagnetycznych typu rdzeń-powłoka w kontekście wykorzystania ich w medycynie do diagnostyki jak i terapii. W artykule przedstawiono układ do spektroskopii impedancyjnej (AC) nanocząstek z nowym układem cewek odbiorczych. Istotną modyfikacją była pozycja cewki referencyjnej względem cewek odbiorczych jak również sposób nawijania i prowadzenia przewodów na karkasie. W realizacji układu cewek pomiarowych wykorzystana została technika druku 3D. Celem pracy była eksperymentalna weryfikacja opracowanego układu pomiarowego i analiza jego własności. Testy układu zostały przeprowadzone dla niskich częstotliwości w zakresie od 2 do 50 kHz. Pomiary zespolonej podatności magnetycznej dokonano dla nanocząstek superparamagnetycznych tlenku żelaza w otoczkach polimerowych w roztworze soli fizjologicznej. Uzyskane wyniki potwierdziły poprawność koncepcji realizacji pomiarów. W podsumowaniu omówiono zaobserwowane własności zrealizowanego układu i zaproponowano dalsze kierunki jego rozwoju.
Słowa kluczowe:
nanocząstki superparamagnetyczne, spektroskopia cząstek magnetycznych, podatność magnetyczna, hipertermiaBibliografia
Bogren S. et al.: Classification of Magnetic Nanoparticle Systems–Synthesis, Standardization and Analysis Methods in the NanoMag Project. International Journal of Molecular Sciences 16(9)/2015, 20308–20325 [http://doi.org/10.3390/ijms160920308].
DOI: https://doi.org/10.3390/ijms160920308
Google Scholar
Graeser M. et al.: Analog receive signal processing for magnetic particle imaging. Med. Phys. 40(4)/2013, 042303 [http://doi.org/10.1118/1.4794482].
DOI: https://doi.org/10.1118/1.4794482
Google Scholar
Harabech M. et al.: The Effect of the Magnetic Nanoparticle’s Size Dependence of the Relaxation Time Constant on the Specific Loss Power of Magnetic Nanoparticle Hyperthermia. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 426/2017, 206–210 [http://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.079].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.079
Google Scholar
Hergt R. et al.: Magnetic Particle Hyperthermia: Nanoparticle Magnetism and Materials Development for Cancer Therapy. Journal of Physics Condensed Matter 18(38)/2006, S2919 [http://doi.org/10.1088/0953-8984/18/38/S26].
DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/38/S26
Google Scholar
Kishore K., Akbar S. A.: Evolution of Lock-In Amplifier as Portable Sensor Interface Platform: A Review. IEEE Sensors Journal 20(18)/2020, 10345–10354 [http://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2993309].
DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2993309
Google Scholar
Ludwig F. et al.: Analysis of AC Susceptibility Spectra for the Characterization of Magnetic Nanoparticles. IEEE Transactions on Magnetics 53(11)/2017, 10–13 [http://doi.org/10.1109/TMAG.2017.2693420].
DOI: https://doi.org/10.1109/TMAG.2017.2693420
Google Scholar
Mahdavi Z. et al.: Core-Shell Nanoparticles Used in Drug Delivery-Microfluidics: A Review. RSC Advances 10(31)/2020, 18280–18295 [http://doi.org/10.1039/d0ra01032d].
DOI: https://doi.org/10.1039/D0RA01032D
Google Scholar
Maity D., Ganeshlenin K.: Superparamagnetic Nanoparticles for Cancer Hyperthermia Treatment. Nanotechnology Characterization Tools for Tissue Engineering and Medical Therapy, Springer Berlin Heidelberg, 2019, 299–332 [http://doi.org/10.1007/978-3-662-59596-1_7].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-59596-1_7
Google Scholar
Reeves D. B., Weaver J. B.: Magnetic Nanoparticle Sensing: Decoupling the Magnetization from the Excitation Field. Journal of Physics D: Applied Physics 47(4)/2013, 45002 [http://doi.org/10.1088/0022-3727/47/4/045002].
DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/47/4/045002
Google Scholar
Sandler S. E. et al.: Best Practices for Characterization of Magnetic Nanoparticles for Biomedical Applications. Analytical Chemistry 91(22)/2019, 14159–14169 [http://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b03518].
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b03518
Google Scholar
Šouc J. et al.: Calibration Free Method for Measurement of the AC Magnetization Loss. Superconductor Science and Technology 18(5)/2005, 592–595 [http://doi.org/10.1088/0953-2048/18/5/003].
DOI: https://doi.org/10.1088/0953-2048/18/5/003
Google Scholar
Suhaimi N. S. et al.: A Resonant Type AC Magnetometer for Evaluation of Magnetic Nanoparticles. Hassan M. (eds) Intelligent Manufacturing & Mechatronics. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Singapore 2018 [http://doi.org/10.1007/978-981-10-8788-2_9].
DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-10-8788-2_9
Google Scholar
Sun Y. et al.: An Improved Method for Estimating Core Size Distributions of Magnetic Nanoparticles via Magnetization Harmonics. Nanomaterials 10(9)/2020, 1–12 [http://doi.org/10.3390/nano10091623].
DOI: https://doi.org/10.3390/nano10091623
Google Scholar
Valentini M. et al.: Diffusion NMR Spectroscopy for the Characterization of the Size and Interactions of Colloidal Matter: The Case of Vesicles and Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society 126(7)/2004, 2142–2147 [http://doi.org/10.1021/ja037247r].
DOI: https://doi.org/10.1021/ja037247r
Google Scholar
Vallejo-Fernandez G. et al.: Mechanisms of Hyperthermia in Magnetic Nanoparticles. Journal of Physics D: Applied Physics 46(31)/2013 [http://doi.org/10.1088/0022-3727/46/31/312001].
DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/31/312001
Google Scholar
Van De Loosdrecht M. M. et al.: A Novel Characterization Technique for Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles: The Superparamagnetic Quantifier, Compared with Magnetic Particle Spectroscopy. Review of Scientific Instruments 90(2)/2019 [http://doi.org/10.1063/1.5039150].
DOI: https://doi.org/10.1063/1.5039150
Google Scholar
Wróblewski P., Smolik W.: Coil design with litze wire for magnetic particle spectrometry. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska 7(1)/2017, 150–153 [http://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4605].
DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0010.4605
Google Scholar
Wu K. et al.: Magnetic Particle Spectroscopy: A Short Review of Applications Using Magnetic Nanoparticles. ACS Applied Nano Materials 3(6)/2020, 4972–89 [http://doi.org/10.1021/acsanm.0c00890].
DOI: https://doi.org/10.1021/acsanm.0c00890
Google Scholar
Yang T. Q. et al.: Detection of Magnetic Nanoparticles with Ac Susceptibility Measurement. Physica C: Superconductivity and Its Applications 412–414/2004, 1496–1500 [http://doi.org/10.1016/j.physc.2004.01.146].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.physc.2004.01.146
Google Scholar
Quantum Design, MPMS Application Note 1070-207: Using PPMS Superconducting Magnets at Low Fields 2009.
Google Scholar
Autorzy
Mateusz Midurammidura@ire.pw.edu.pl
Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-2449-0652
Autorzy
Przemysław WróblewskiPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-6713-9088
Autorzy
Damian WantaPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-1596-6524
Autorzy
Grzegorz DomańskiPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-0204-2322
Autorzy
Mateusz StosioPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-7488-1969
Autorzy
Jacek KryszynPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-0042-0473
Autorzy
Waldemar T. SmolikPolitechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Instytut Radioelektroniki i Technik Multimedialnych, Zakład Elektroniki Jądrowej i Medycznej Polska
https://orcid.org/0000-0002-1524-5049
Statystyki
Abstract views: 425PDF downloads: 285
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Jacek Kryszyn, Damian Wanta, Waldemar T. Smolik, OCENA SYSTEMU ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ DO POMIARÓW Z WYKORZYSTANIEM SONDY 3D , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 4 (2019)
- Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik, PAKIET DO TRÓJWYMIAROWEGO MODELOWANIA I REKONSTRUKCJI OBRAZÓW W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Waldemar Smolik, Jacek Kryszyn, Tomasz Olszewski, Roman Szabatin , METODY POMIARU MAŁYCH POJEMNOŚCI W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik, Tomasz Olszewski, Roman Szabatin, ROZWÓJ KONSTRUKCJI ELEKTRYCZNEGO TOMOGRAFU POJEMNOŚCIOWEGO W ZAKŁADZIE ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I MEDYCZNEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Grzegorz Domański, Bogumił Konarzewski, Robert Kurjata, Krzysztof Zaremba, Janusz Marzec, Michał Dziewiecki, Marcin Ziembicki, Andrzej Rychter, Waldemar Smolik, Roman Szabatin, Piotr Brzeski, POMIAR CZASU MARTWEGO METODĄ DWÓCH ŹRÓDEŁ – OPTYMIZACJA PODZIAŁU CZASU POMIARU , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 8 Nr 1 (2018)
- Jacek Kryszyn, Waldemar Smolik, DWUWYMIAROWE MODELOWANIE SONDY DO ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ W PAKIECIE ECTSIM , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik, KONSTRUKCJA CEWKI Z WYKORZYSTANIEM LICA DO SPEKTROMETRII CZĄSTEK MAGNETYCZNYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Grzegorz Domański, Roman Szabatin, Jerzy Kalenik, Adam Jaworski, Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik, Robert Kurjata, Bogusław Konarzewski, Michał Dziewiecki, Janusz Marzec, Krzysztof Zaremba, Marcin Ziembicki, Andrzej Rychter, Jacek Kryszyn, Piotr Brzeski, Jan Szmidt, TEORIA WZMOCNIENIA JEDNOFOLIOWEGO DETEKTORA Z GAZOWYM POWIELANIEM ELEKTRONÓW , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Waldemar Smolik, Jacek Kryszyn, PRZEDZIAŁAMI LINIOWE ITERACYJNE ALGORYTMY REKONSTRUKCJI OBRAZÓW W ELEKTRYCZNEJ TOMOGRAFII POJEMNOŚCIOWEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
- Przemysław Wróblewski, Waldemar Smolik, ROZWÓJ TOMOGRAFII NANOCZĄSTECZEK MAGNETYCZNYCH W ZAKŁADZIE ELEKTRONIKI JĄDROWEJ I MEDYCZNEJ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 7 Nr 1 (2017)
